El desarrollo de fuentes de energía limpias es uno de los grandes desafíos del siglo XXI y una de las vías más prometedoras para lograrlo es el aprovechamiento de la luz del sol para generar reacciones catalíticas, sobre todo en la producción de hidrógeno a partir de la disociación del agua. Este proyecto se aprovecha de una gran biblioteca de nanomateriales con los que producir híbridos nuevos con propiedades mejoradas que aumentan la eficacia de la fotocatalización.
La naturaleza suele ser fuente de inspiración para múltiples proyectos
científicos. Existen múltiples estudios sobre el empleo de la luz del
sol en dispositivos fotosintéticos artificiales para producir hidrógeno
molecular (H2) para su posterior empleo en pilas de combustible de
hidrógeno. Los sistemas fotocatalíticos disocian moléculas de agua en H2
y oxígeno, pero para aprovechar esta reacción es necesario contar con
materiales que aumenten la eficiencia y la estabilidad a un coste menor.
Un equipo de científicos pertenecientes al proyecto
CARINHYPH cuenta con el apoyo de la Unión Europea para estudiar nanomateriales híbridos compuestos de carbono nanoestructurado y semiconductores inorgánicos. En su trabajo utilizaron nanotubos de carbono y grafeno de gran calidad y los funcionalizaron para así integrarlos en los semiconductores inorgánicos mediante crecimiento in situ en distintas arquitecturas, como por ejemplo membranas de nanocarbonos recubiertas con los semiconductores inorgánicos, híbridos giroedros mesoporosos y estructuras electrohiladas.
El proyecto se caracteriza por aprovechar la ingeniería interficial como mecanismo de control de los procesos de transferencia de cargas entre los híbridos, aumentando así la duración de la carga y la eficiencia fotocatalítica. Gracias al trabajo desarrollado en el proyecto se optimizaron las rutas sintéticas. El empleo de técnicas de espectroscopia de última generación proporcionó información valiosa sobre las propiedades electrónicas de la unión de semiconductores inorgánicos y nanocarbonos y ofreció distintas posibilidades para ajustar las rutas sintéticas.
El equipo de CARINHYPH cuenta con empresas dedicadas a los dos extremos de la cadena de suministro. Thomas Swan Ltd. es una empresa de productos químicos finos que produce nanotubos de carbono de gran calidad y grafeno en cantidades industriales. INAEL es una pyme dedicada a los materiales inorgánicos avanzados. Para aumentar el potencial de aprovechamiento industrial de los materiales se está trabajando en la redacción de un plan para su implementación industrial. En él se incluyen análisis del ciclo de vida (ACV) y los costes durante el ciclo de vida (CCV).
CARINHYPH contribuye a que en un breve plazo se racionalice el diseño y la síntesis de híbridos nanoestructurados nuevos con capacidades catalíticas mejoradas para su uso en aplicaciones energéticas sostenibles como la disociación de agua, la depuración de agua, la fotoelectroquímica y los dispositivos fotovoltaicos. Estos sistemas híbridos nanoestructurados contribuirán a dar una solución a los retos energéticos a los que se enfrenta la Unión Europea.
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